Fisiologia del grasso del latte
Il fabbisogno energetico di un bambino è elevato. Un componente importante del latte umano, come nelle formule del latte, è il grasso, che rappresenta un’importante fonte di energia (circa il 50% del contenuto energetico del latte umano e delle formule). Fino al 98% dei lipidi del latte umano è sotto forma di triacilgliceroli, in cui gli acidi grassi saturi e non saturi sono legati allo scheletro del glicerolo. L’acido palmitico, il principale acido grasso saturo nel latte umano, rappresenta di solito circa il 20-25% degli acidi grassi del latte umano. Il sessanta per cento (secondo alcuni autori, fino a circa l’86%) dell’acido palmitico è esterificato alla posizione sn-2 nei triacilgliceroli (la cosiddetta posizione β). Il nome abbreviato per l’acido palmitico legato al glicerolo in posizione β (sn-2) è β-palmitato. Tuttavia, nella maggior parte delle formule di latte supplementare, con oli vegetali come fonte di grasso comunemente usato, hanno acido palmitico legato al 1° o 3° carbonio del glicerolo (posizioni sn-1 e -3). Il latte vaccino, così come i grassi vegetali, hanno un contenuto inferiore di β-palmitato rispetto al latte umano (il latte vaccino solo circa il 40%, gli oli vegetali anche solo il 5-20%). Oltre agli acidi grassi saturi, il latte contiene anche acidi grassi polinsaturi a catena lunga e acidi grassi essenziali (acido linoleico e α-linoleico). Il contenuto equilibrato di questi acidi grassi è necessario per la corretta maturazione del sistema nervoso e per la percezione visiva, così come la formazione di importanti mediatori biologici, ad esempio gli eicosanoidi.
L’importanza del legame sn-2 è nella regolazione della digestione e del successivo assorbimento dei grassi. Il primo enzima che digerisce i grassi è la lipasi gastrica, che è già ben sviluppata nei neonati. Successivamente, la lipasi pancreatica continua la digestione dei grassi nell’intestino, ma una certa immaturità della funzione esocrina del pancreas si osserva nei neonati. La lipasi del latte umano stimolata dalla bile ha un ruolo importante nei neonati allattati al seno. La lipasi gastrica rappresenta circa il 10% e la lipasi stimolata dai sali biliari rappresenta il 20-40% della digestione dei grassi. La lipasi pancreatica separa gli acidi grassi nelle posizioni sn-1 e sn-3, mentre la posizione centrale è relativamente resistente all’attività litica di questo enzima. Quando l’attività della lipasi pancreatica nell’intestino è adeguata, il risultato finale della digestione dei grassi è costituito da acidi grassi liberi e 2-monoacilglicerolo, che successivamente crea micelle con gli acidi biliari e viene assorbito rapidamente. Tuttavia, gli acidi grassi saturi liberi con una catena lunga (ad esempio l’acido palmitico), e una quantità sufficiente di calcio nel lume intestinale, creano saponi di calcio non solubili e quindi abbassano la disponibilità complessiva di calcio per il bambino. Se l’acido palmitico è legato in posizione sn-2 al glicerolo, non crea composti con il calcio, ma viene assorbito. Se i neonati sono alimentati con grassi contenenti principalmente acido palmitico situato in posizione sn-1 e sn-3, l’insufficiente attività della lipasi pancreatica aumenta il rischio di formare saponi di calcio scarsamente assorbiti.
Questo è il motivo per cui, secondo il modello del latte umano, un alto contenuto di acido palmitico in posizione sn-2 nella formula del latte porta ad un maggiore assorbimento ed efficienza dell’acido palmitico in confronto alle formule di latte supplementare con triacilgliceroli derivati da oli vegetali che sono prevalentemente in posizione sn-1 e sn-3 . Diversi studi hanno rivelato che il grasso dal latte umano è meglio assorbito rispetto al grasso dalle formule di latte supplementare, mentre l’aumento del β-palmitato nelle formule mira a raggiungere il livello di assorbimento del grasso dalle formule a quello dal latte umano. Il contenuto di acidi grassi legati in posizione β al glicerolo è nettamente diverso nelle varie formule di latte supplementare. Inoltre, analizzando varie formule di latte supplementare, ci sono state differenze significative nella struttura stereospecifica degli acidi grassi, così come nel profilo di particolari acidi grassi rispetto al latte umano. Per quanto riguarda l’acido palmitico, anche se le differenze non erano così grandi nel suo contenuto, c’erano differenze nella proporzione del suo legame in posizione sn-2. Allo stesso modo, il contenuto di acidi grassi nel latte umano cambia a seconda della dieta della madre. La graduale identificazione di particolari componenti del latte umano, così come la determinazione della loro importanza fisiologica, ha portato a regolazioni di formule di latte supplementare con lo scopo di fornire ai bambini che non possono essere allattati al seno, per vari motivi, benefici simili a quelli del latte umano. Oltre alla regolazione del contenuto di particolari immunomodulatori (nucleotidi, prebiotici, oligosaccaridi, probiotici, vitamine) e di altri componenti essenziali con funzioni metaboliche e altre funzioni fisiologiche (acidi grassi polinsaturi, carnitina, colina, taurina, minerali, vitamine) l’attenzione è sempre più rivolta verso i componenti grassi del latte vaccino.
In condizioni fisiologiche l’acido palmitico è un componente importante del latte umano. Sulla base delle analisi disponibili, una parte importante dell’acido palmitico è legata allo scheletro del glicerolo nei triacilgliceroli in posizione sn-2 (posizione β), il che ha importanti implicazioni fisiologiche e metaboliche nei neonati allattati al seno rispetto ai neonati nutriti con latte artificiale supplementare .
Inoltre, i cambiamenti nella posizione del palmitato sulla molecola di glicerolo possono influenzare la presentazione dei grassi nel plasma e il loro metabolismo . Tuttavia, alcuni autori hanno suggerito che le differenze nelle caratteristiche fisiche dei grassi derivanti dall’interesterificazione e dai cambiamenti nelle strutture dei triacilgliceroli sono determinanti per il livello di lipemia postprandiale, piuttosto che la posizione dell’acido grasso nei triacilgliceroli.
Effetti positivi del β-palmitato nei neonati
L’influenza del legame dell’acido palmitico in varie posizioni a una molecola di glicerolo nei grassi è stata studiata negli animali e anche in studi umani, con neonati nati prematuramente o a termine. Gli studi hanno indagato l’influenza di un maggiore contenuto di β-palmitato sul metabolismo del calcio, la digestione e l’assorbimento dei grassi, la creazione della matrice ossea, la consistenza delle feci e altri parametri. Per quanto riguarda la disponibilità di β-palmitato sintetico, così come le formule con il suo maggiore contenuto, le prove di un effetto positivo di questo unico, da grasso derivato dal latte umano è in aumento (Tabella 1).
L’impatto del β-palmitato sul metabolismo del calcio
Il calcio è un minerale essenziale, soprattutto al momento della crescita intensiva e della formazione dello scheletro. Le feci dei bambini nutriti con latte artificiale supplementare con un contenuto più elevato di β-palmitato hanno una quantità di calcio e anche di acidi grassi paragonabile a quella dei bambini completamente allattati al seno. Questa quantità era nettamente inferiore, rispetto ai bambini nutriti con una formula di latte supplementare contenente poco β-palmitato. Da un punto di vista pratico, è evidente che il β-palmitato nella formula del latte supplementare, simile alla sua funzione nel latte umano, influenza positivamente il metabolismo del calcio aumentando il suo assorbimento dal lume intestinale e influenzando positivamente la mineralizzazione dello scheletro in crescita. In un modello animale, una formula ricca di β-palmitato ha aumentato l’assorbimento del calcio attraverso l’aumento della sua solubilità nel piccolo intestino. L’alto contenuto di β-palmitato nella formula del latte supplementare abbassa la quantità di calcio nelle feci e successivamente, c’è una maggiore escrezione nelle urine. C’è una significativa relazione diretta tra la quantità di β-palmitato nel latte artificiale supplementare e il grado di assorbimento del calcio, così come una diminuzione della creazione di saponi di calcio e l’aumento del grado di assorbimento degli acidi grassi.
L’impatto del β-palmitato sulla matrice ossea
La prima infanzia è critica per lo sviluppo ottimale della mineralizzazione della matrice ossea e la dieta influenza significativamente questo complesso processo. Come già detto, un maggiore contenuto di β-palmitato ha un impatto positivo sull’assorbimento del calcio. In uno studio con 100 bambini che sono stati alimentati con una formula di latte con una proporzione del 50% di β-palmitato, la massa corporea del minerale osseo è stata confrontata e valutata densitometricamente contro i bambini completamente allattati al seno e i bambini alimentati con una formula di latte standard con un basso contenuto di β-palmitato. La formula con un alto contenuto di β-palmitato ha portato ad una massa significativamente maggiore di minerale osseo rispetto al gruppo alimentato con la formula standard di controllo. Al contrario, non c’era alcuna differenza tra il gruppo con β-palmitato e i bambini completamente allattati al seno. Un recente studio controllato in doppio cieco ha analizzato l’impatto della nutrizione supplementare con vari contenuti di β-palmitato sui parametri antropometrici e la massa ossea in un gruppo di bambini nati a termine. Le misurazioni quantitative ad ultrasuoni della velocità del suono delle ossa (SOS) sono uno strumento importante per la diagnosi e il follow-up della resistenza ossea nei neonati. SOS è direttamente proporzionale alla qualità, alla forza e alla densità della matrice ossea. I risultati hanno mostrato che i neonati allattati al seno e i neonati nutriti con una formula ad alto contenuto di β-palmitato avevano una velocità ossea del suono significativamente più alta rispetto ai neonati nutriti con una formula di latte standard con un basso contenuto di β-palmitato. Tuttavia, sono necessari ulteriori studi per confermare questo effetto e per analizzare l’effetto della supplementazione di β-palmitato nella nutrizione supplementare del latte sulla matrice ossea a lungo termine.
Influenza del β-palmitato sull’assorbimento degli acidi grassi e sulla consistenza delle feci
Un maggiore assorbimento di palmitato al suo legame in posizione sn-2 allo scheletro del glicerolo potrebbe presentare un’importante fonte di energia per un bambino. L’aumento del contenuto di β-palmitato porta a un’influenza positiva del riassorbimento degli acidi grassi, così come il loro spettro nel plasma è più simile alle osservazioni nei neonati completamente allattati al seno. La formazione di saponi di calcio insolubile è responsabile di uno sgabello più duro. Inoltre, il calcio in questa forma non è disponibile per un bambino e viene espulso dal corpo nelle feci. I bambini allattati al seno hanno feci più morbide rispetto ai bambini nutriti con formule standard con una piccola quantità di β-palmitato. Con l’aumento del contenuto di β-palmitato, a causa di un migliore assorbimento degli acidi grassi e di una maggiore proporzione di 2-monoacilgliceroli assorbibili, il rischio di formazione di saponi di calcio insolubili diminuisce con conseguente miglioramento della consistenza delle feci, che erano più morbide senza un aumento del volume complessivo delle feci. In un piccolo studio randomizzato cross-over in doppio cieco in neonati a termine con costipazione, una nuova formula contenente un’alta concentrazione di β-palmitato, così come una miscela di oligosaccaridi prebiotici e proteine del siero di latte parzialmente idrolizzate, ha portato ad una forte tendenza verso uno sgabello più morbido nei neonati stitici, ma nessuna differenza nella frequenza della defecazione. Pertanto, questa formula può essere raccomandata per i bambini costipati. Una limitazione di questo studio è un sacco di variabili che influenzano la consistenza delle feci. Recenti studi in doppio cieco in neonati sani a termine indicano che la formula ad alto contenuto di β-palmitato ha portato a una ridotta formazione di sapone nelle feci e a feci più morbide, e questo effetto è stato più visibile con l’aggiunta di oligofruttosio prebiotico .
Si potrebbe dire che l’alto contenuto di β-palmitato nella formula di latte supplementare influenza positivamente il metabolismo degli acidi grassi e il loro assorbimento dal lume intestinale con un conseguente miglioramento energetico e l’equilibrio minerale. I neonati e i bambini nelle prime settimane di vita hanno ancora una certa immaturità del sistema di lipasi pancreatica e quindi, l’aggiunta di β-palmitato alla formula di latte supplementare by-passa questa insufficienza fisiologica transitoria, fornendo un sufficiente assorbimento degli acidi grassi, così come il calcio. Risultati simili con miglioramenti nell’assorbimento degli acidi grassi, abbassamento dei rifiuti di calcio nelle feci a causa del suo maggiore riassorbimento, e conseguente ammorbidimento delle feci è stato osservato da altri autori. Diversi studi hanno dimostrato che l’acido palmitico può essere assorbito in modo efficiente, evitando così la formazione di sapone grasso se è presente in posizione sn-2 . Le osservazioni secondo cui un maggiore contenuto di β-palmitato porta a un minore assorbimento degli acidi grassi polinsaturi essenziali non sono state confermate successivamente La formula con un maggiore contenuto di β-palmitato è stata ben tollerata e non ha avuto impatti negativi sulla crescita.
Impatto del β-palmitato sulla durata del pianto e sul sonno
In uno studio randomizzato controllato l’uso di una formula a base di proteine del siero di latte parzialmente idrolizzate integrata con oligosaccaridi prebiotici e con un alto contenuto di acido β-palmatico induce una riduzione degli episodi di pianto nei neonati con coliche rispetto ad una formula standard e al simeticone. Per quanto riguarda il fatto che la formula di controllo, oltre al β-palmitato, mancava anche di oligosaccaridi e di idrolizzato di siero di latte, questo effetto clinico osservato potrebbe essere parzialmente attribuito a questi altri componenti. In uno studio clinico randomizzato in doppio cieco è stata osservata una significativa riduzione della durata del pianto nel gruppo di bambini nutriti con una formula ad alto contenuto di β-palmitato rispetto ai bambini nutriti con una formula di controllo a basso contenuto di β-palmitato. Non c’era alcuna differenza significativa nel modello di pianto tra i bambini allattati al seno e bambini alimentati con una formula con un alto contenuto di β-palmitato. In un altro studio con formule integrate con un alto contenuto di β-palmitato, è stato osservato un numero significativamente inferiore di bambini che piangono, così come una minore durata degli episodi di pianto durante il giorno e la notte. La riduzione del pianto è stata osservata soprattutto durante la sera e la notte, effetto che potrebbe essere spiegato da un complesso meccanismo di attività di β-palmitato, vale a dire l’istituzione di bioritmi circadiani di un bambino e con un’influenza positiva sul sistema di mediatori e regolatori neuroendocrini. Ci può anche essere stato un effetto dovuto all’ammorbidimento delle feci e quindi una diminuzione del disagio gastrointestinale in relazione alle feci solide.
L’impatto del β-palmitato sulla microflora intestinale
Un componente importante dell’intestino è il microbioma intestinale (microflora), che è un importante “organo” con molte funzioni non solo a livello dell’intestino, ma anche a livello dell’intero organismo, ad es.Ad esempio, la modulazione della risposta infiammatoria e immunitaria, la prevenzione della colonizzazione da parte di patogeni invasivi, la creazione di composti essenziali per l’organismo (ad esempio, vitamine, acidi grassi a catena corta), la partecipazione alla digestione di alcuni nutrienti, così come la regolazione della maturazione intestinale dell’intestino e la proliferazione delle cellule epiteliali intestinali. Dopo la nascita, il bambino ha un lume intestinale sterile, che viene rapidamente colonizzato da particolari microrganismi, e il carattere del microbioma intestinale può avere importanti conseguenze per quanto riguarda la prevenzione o l’origine di alcune malattie patologiche, comprese le malattie gastrointestinali, così come le malattie extraintestinali (ad esempio malattie allergiche, malattie neuropsichiatriche e malattie infiammatorie intestinali) . Un importante fattore che modula la creazione del microbioma intestinale è l’alimentazione del bambino, e da questo punto di vista, consideriamo il latte umano come un creatore e regolatore ideale del microbioma intestinale fisiologico. In un recente studio clinico, è stata riscontrata un’influenza positiva di un alto contenuto di β-palmitato nel latte artificiale integrativo in quanto ha portato ad un aumento di Lactobacillus e bifidobatteri con conseguente corretta maturazione intestinale con antagonismo dei batteri patogeni ed effetti immunomodulatori positivi. Il più recente studio in doppio cieco su 300 neonati sani a termine ha anche dimostrato che un alto contenuto di β-palmitato nella formula ha portato ad una maggiore concentrazione di bifidobatteri fecali e una migliore consistenza delle feci, e che non vi era alcuna differenza rispetto ai neonati alimentati con latte umano. Questi studi hanno anche mostrato un effetto immunomodulatore del β-palmitato attraverso un’influenza positiva del microbioma intestinale. Ulteriori studi sono necessari.
L’influenza del β-palmitato sui processi infiammatori nell’intestino
Risultati interessanti sono stati mostrati da uno studio sperimentale utilizzando un modello animale in cui è stato studiato il possibile effetto protettivo del β-palmitato sullo sviluppo dell’infiammazione intestinale. Come modello, è stato utilizzato un topo carente nella creazione di mucina-2, che presenta un’importante barriera protettiva fisiologica della mucosa intestinale con effetti antinfiammatori. Nel gruppo di topi carenti che sono stati alimentati con una formula con un alto contenuto di β-palmitato, è stato osservato un grado inferiore di erosione intestinale, così come altri cambiamenti morfologici rispetto al gruppo alimentato con una formula contenente olio vegetale con un basso contenuto di β-palmitato. Il meccanismo responsabile potrebbe essere rappresentato dall’attivazione dell’espressione degli enzimi antiossidanti (superossido dismutasi, glutatione perossidasi) e dalla stimolazione dei linfociti T-regolatori (maggiore espressione del fattore di trascrizione Foxp3), insieme ad un aumento dell’espressione genica per PPAR-γ (recettori attivati dal proliferatore del perossisoma) e per la citochina TGF-β, che hanno funzioni importanti nell’omeostasi della mucosa intestinale e nella regolazione della risposta infiammatoria a vari stimoli. Queste recenti osservazioni aprono nuovi punti di vista e prospettive sull’uso del β-palmitato nelle formule di latte supplementare. Il potenziale antinfiammatorio del β-palmitato necessita di ulteriori indagini nell’uomo.